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Le génome humain est maintenant complet

Illustration montrant une molécule d'ADN.

Le génome d’une personne contient l’ensemble de son matériel génétique porté par l'ADN situé sur les 23 paires de chromosomes.

Photo : iStock

Une séquence complète et sans « trou » du génome humain a été publiée par le consortium Telomere to Telomere (T2T) associé à l’Institut américain de recherche sur le génome humain.

Cette percée est l’objet de six articles publiés dans le magazine Science (Nouvelle fenêtre) et d’une poignée d’autres, publiés dans des revues spécialisées.

L’annonce intervient près de 20 ans après l’annonce de l’achèvement de la première ébauche du génome humain, le 14 avril  2003.

À l’époque, le Projet Génome humain était l’aboutissement d’une décennie de travail impliquant des dizaines de scientifiques de six pays et dont le budget avoisinait les 3 milliards de dollars. Il avait permis de cartographier environ 92 % du génome.

Repères

  • Le génome d’une personne contient l’ensemble de son matériel génétique porté par l'ADN situé sur les 23 paires de chromosomes hérités de ses parents biologiques.
  • Il peut être comparé à un livre d’instructions de 23 chapitres formulant les traits distinctifs d’une personne et permettant le bon fonctionnement de son corps.
  • Le matériel génétique est présent dans chacune des cellules d’une personne. Ainsi, le noyau de chacune des cellules humaines contient entre 20 000 et 25 000 phrases (les gènes) et plus de 6 milliards de lettres (ce sont les lettres A,C, G, et T).
  • Chaque cellule lit les gènes qui la concernent. Par exemple, une cellule de la peau consulte l’information sur la texture de la peau et la quantité de poils, mais ne lit pas les instructions sur les yeux ou le cœur.

Les 8 % restants

Le séquençage annoncé jeudi équivaut aux 8 % qui restaient à cartographier. Il vient achever le travail annoncé en 2003, mais aussi tous les efforts de recherche réalisés dans les deux dernières décennies et qui ont bénéficié de nouvelles techniques de décryptage rendant le travail de séquençage beaucoup moins laborieux et beaucoup plus précis.

Ce pourcentage correspond surtout à des "trous" dans les séquences liés au fait que la technologie de l’époque était incapable de compléter le casse-tête à des endroits des chromosomes plus difficiles qui incluent des zones de répétitions des séquences de l’ADN, affirme Stéphanie Lord-Fontaine, vice-présidente aux affaires scientifiques chez Génome Québec.

Grâce aux nouvelles technologies, les chercheurs ont été capables de réaliser le génome proche du centromère, le milieu du chromosome, et dans les télomères qui se trouvent au bout du chromosome, note Stéphanie Lord-Fontaine.

Toutes ces percées technologiques ont également permis d’améliorer le séquençage sur un plan beaucoup plus pratique. Procéder au séquençage d’un génome humain complet coûte aujourd’hui 1000 $ et peut prendre quelques jours, explique-t-elle.

Le fait de disposer de la séquence complète de télomère à télomère nous permet de voir les régions qui correspondent à la "matière noire" du génome qui restaient cachées. Ces régions abritent des variations complexes de l'ADN qui contiennent des indices sur des maladies que nous cherchons depuis longtemps, mais auxquelles nous n'avons pas encore trouvé de réponses, s’est enthousiasmé Adam Phillippy, coprésident de T2T, lors d’une conférence de presse marquant l’annonce.

Concrètement, la capacité de lire de plus grands bouts de séquences d’ADN a permis de découvrir plus de 2 millions de mutations supplémentaires dans le génome humain.

« On pensait qu’il n’y avait pas d’informations pertinentes dans ces zones-là, mais elles sont en fait liées à environ 600 gènes qui seraient médicalement pertinents. »

— Une citation de  Stéphanie Lord-Fontaine

L’un des chercheurs ayant participé aux travaux relance la comparaison littéraire. Dans le grand manuscrit de la vie, nous avons accès à des chapitres qui n'ont jamais été lus auparavant, a estimé Evan Eichler, médecin à l’Université de la Californie à Santa Cruz.

Bientôt, une nouvelle séquence de référence

Le travail effectué depuis la première ébauche a permis de créer une séquence de référence du génome humain utilisée par les généticiens à travers le monde.

Cette norme internationale a, par exemple, mené à plusieurs découvertes notamment dans la compréhension des maladies rares. Elle a depuis été actualisée à quelques reprises.

On peut maintenant diagnostiquer des milliers de maladies rares qui sont causées par des mutations génétiques. Dans le cas du cancer, on s’aperçoit qu’on peut prédire la réponse au traitement basé sur les mutations présentes dans les tumeurs des patients, avance Stéphanie Lord-Fontaine.

« On connaît beaucoup mieux les cancers héréditaires, comme celui du sein causé par les mutations des gènes BRCA. On est même capable de séquencer les tumeurs et prédire les médicaments qui seront actifs contre certaines mutations. »

— Une citation de  Stéphanie Lord-Fontaine
Concept de technologie médicale.

La médecine personnalisée sera de plus en plus présente dans la pratique clinique dans les prochaines décennies.

Photo : metamorworks

La révolution continue

À la lumière de la présente annonce, le génome de référence GRCh38 utilisé depuis 2019 est désuet et fera place à une nouvelle version basée sur la version complétée.

Plusieurs équipes de recherche ont déjà commencé à utiliser une version préliminaire de la séquence complète du génome humain dans leurs recherches.

Cette séquence a déjà permis de mieux comprendre la biologie du génome, et j'attends avec impatience la prochaine décennie de découvertes sur ces régions nouvellement révélées, a expliqué la Dre Karen Miga, également coprésidente du consortium T2T.

La nouvelle version sera particulièrement précieuse pour étudier l'ensemble de la variation génomique humaine, c'est-à-dire des différences entre les ADN des individus. Elle permettra également de poursuivre et de peaufiner le travail amorcé à l’aide des précédentes versions dans le domaine de la médecine personnalisée.

Dans un avenir pas si lointain, le séquençage du génome d'une personne pourra permettre d’obtenir son portrait génétique et servir dans le cadre de soins cliniques de routine. Son médecin pourra ainsi ajuster ses interventions médicales en fonction de ses informations.

Être capable de choisir le bon médicament pour le bon patient au bon moment; prédire les risques génétiques des maladies; prédire la réponse à certains médicaments en lien avec le métabolisme des patients. Il y a une vaste gamme d’applications qui peut être envisagée, se réjouit Mme Lord-Fontaine.

Mme Lord se félicite d’ailleurs de l’inclusion de la médecine personnalisée et de la présence du terme génomique dans le Plan pour mettre en œuvre les changements nécessaires en santé présentés par Christian Dubé, le ministre de la Santé et des Services sociaux du Québec. Le mot génomique apparaît à la page 69. C’est une première! Ça s’en vient, il ne faut pas abandonner.

Vers un génome de référence québécois

Génome Québec travaille actuellement à créer un génome de référence québécois. On a commencé le séquençage d’une cohorte de 2000 participants dans le cadre projet CARTaGENE, affirme Mme Lord-Fontaine.

CARTaGENE est une plateforme publique de recherche constituée à la fois d'échantillons biologiques et de données sur la santé et les habitudes de vie de 43 000 Québécoises et Québécois âgés de 40 à 69 ans.

L’objectif est de créer un génome de référence québécois qui va contenir un catalogue de variations génétiques qui sera très utile pour interpréter les différentes mutations présentes dans la population.

Un génome, c’est très complexe. Les cliniciens ont besoin d’avoir un génome de référence pour une population donnée pour avoir une cartographie exacte. On pourra utiliser cette carte dans le diagnostic des patients, conclut Stéphanie Lord-Fontaine.

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